humidifikasi dan drying resume

Click here to load reader

Post on 07-Jan-2016

308 views

Category:

Documents

18 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ini dari tekim undip

TRANSCRIPT

Pengeringan (drying)

RESUMEHuMidiTy dan DryiNg

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIKMIA

UNIVERSIYAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013Pengeringan (drying)

Definisi:

Proses pengambilan sejumlah air dari suatu zat padat/ campuran gas dengan adanya panas.

Tujuan :

Mengeringkan suatu bahan baik berupa padat, cair atau gas.

Prinsip:

Pengurangan kadar air dari suatu zat atau solid yang basah.

Macam pengeringan:

1. Batch/ semi batch

Bahan yang akan dikeringkan dalam waktu tertentu dialiri udara/ gas sebagai pemanas.

2. Continue

Bahan dan pemanas secara terus-menerus dengan laju tertentu akan terjadi proses penguapan.

Cara Pemisahan Zat Cair

1. Secara Mekanik

Memeras zat cair hingga keluar

2. Pemisahan Sentrifugal

3. Pemisahan secara thermal

Macam Zat Padat yang Dikeringakan

1. Serpih/ flake

2. Biji-bijian/ granule

3. Kristal

4. Serbuk/ powder

5. Lempeng/ slab

6. Lembaran Sinambung/ continues sheet

Macam Pengering

1. Pengering adiabatic/ pengering langsung

Pengering dimana zat padat itu bersentuhan langsung dengan gas panas.

Contoh : - Cross circulation drying (sirkulasi silang)

Through circulation drying (sirkulasi tembus)

2. Pengering non adiabatic

Perpindahan kalor berlangsung dari suatu medium luar.

Dipanaskan dengan energi:

Dielektrik

Radiasi

Gelombang mikro

Gas yang dikeluarkan uap air/ uap zat pelarut.

Jenisnya:

1.Zat padat dihamparkan di atas permukaan panas/ sumber kalor.

2.Zat padat bergerak.

3.Zat padat menggelincir dengan gaya gravitasi.

Klasifikasi Pengering

1. Operasi: Continue, Batch

2. Zat Padat: Diam (tanpa diaduk), diaduk.

3. Aliran Zat Padat-Gas Panas

a. Adiabatis: Zat padat bersentuhan langsung dengan gas panas.

b. Non adiabatic: Perpindahan kalor berlangsung dari suatu medium luar, yaitu: enegi luar, radiasi, gelombang mikro.

c. Modifikasi: Gabungan adiabatic dan non adiabatic.

Contoh Pengering

1. Bahan yang tidak boleh diaduk atau diam

a. Pengering Talam/ Tray Drier

b. Pengering Conveyor Tabir

2. Bahan yang boleh diaduk atau bergerak

a. Pengering Menara

b. Pengering Putar

c. Pengering Conveyor Sekrup

d. Pengering Hamparan Fluidisasi

e. Pengering Kilat

Tinjauan Mempelajari Proses Pengeringan

1. Kesetimbangan

Air yang terkandung pada bahan basah, mempunyai tekanan uap yang tergantung pada air, sifat bahan mula-mula, dan temperature.

2. Laju Pengeringan

Pemilihan Drier yang digunakan tergantung pada keadaan solid yang dikeringkan, dan aliran gas.

Pada Pengeringan Continue Terdapat Tiga Zone

1. Zone feed masuk

2. Zone tengah

3. Zone feed keluar

Macam Pengeringan

1. Kontak langsung

2. Kontak tidak langsung

Keuntungan Continues Drying

1. Ukuran peralatan lebih kecil

2. Tanpa membutuhkan storage

3. Hasil yang diperoleh uniform

4. Biaya rendah

Mekanisme Pengeringan

Ada 2:

1. Falling rate period = A (F.R.P)

2. Constant rate period = B (C.R.P)

Dasar: Transfer massa dan transfer panas, pada pengeringan awal kecepatan penguapan >>> dari fall rate proses.

Drying Test:

Hubungan antara moisture content X vs Waktu pengeringan pada temperature, humidity, dan kecepatan pengering tetap.

Kurve Laju Pengering

Hubungan antara laju pengeringan vs kandungan moisture.

Istilah Dalam Laju Pengeringan

1. Moisture Content (Wet Basis)

Wet basis =

=

2. Moisture Content (Dry Basis)

Dry basis =

= X

3. Equilibrum Moisture

Kandungan uap air dalam suatu bahan pada keadaan setimbang dan P partikel dari uap.

4. Bound Moisture

Moisture yang terkandung pada suatu bahan dimana P uap dalam keadaan setimbang < P uap murni pada T sama.

5. Unbound Moisture

P uap = P uap murni pada T sama.

6. Free Moisture

Moisture yang terkandung dari T besar di atas ES-1 yaitu X-Xn.

HUMIDIFIKASI

Humidifikasi adalah proses perpindahan air dari fase cair masuk ke dalam campuran gas ( udara dan uap air ).

A = cairan.

B = gas yang tidak melarut.

Tahapan prosesnya :

1. Cairan dikontakkan dengan gas.

2. Gas tidak melarut pada cairan.

3. Terjadi perpindahan massa antara fase cairan murni dan gas yang tidak melarut pada cairannya.

Faktor yang mempengaruhi humidifikasi adalah perpindahan massa dan panas yang terjadi secara simultan.

Operasi humidifikasi meliputi :

Humidifikasi.

Dehimidifikasi.

Pendinginan gas.

Pendinginan cairan.

Pengukuran kandungan uap.

Enthalpy.

Adalah jumlah dari energi dalam dan hasil kali tekanan dan volume zat dalam satuan yang sama.

Rumus yang digunakan :

H = U + ( PV )

Campuran uap dan gas dalam keadan jenuh.

Jika komponen gas ( kering dan tidak larut ) dikontakkan dengan cairannya ( komponen uap ).

Rumus hukum Raoult dan Dalton :

PA = P. YS = PA. X

dimana :

PA : P parsiel komponen A dalam faase gas.

P : P total.

PA : P uap murni komponen A.

Ys : fraksi mol komponen A pada fase gas dalam keadaan setimbang.

X : fraksi mol komponen A pada fase cair dalam keadaan setimbang.

Karena x = 1 maka YS =

Absolut Humidity

Adalah banyaknya lb komponen A setiap lb komponen B dalam fase gas.

Rumus :

YS = =

YS dan YS ~ pada titik didih cairan pada P total yang bersangkutan..

YS = YS

Prosen Saturasi.

Disebut juga prosen absolut humidity ( HP ).

HP = 100 = 100

Hubungan antara HR dan HP

HP = . HR

dimana HR : relatif saturasi.

Dew Point ( titik embun )

Yaitu temperatur dimana campuran uap dan gas yang tidak berhubungan dengan cairannya menjadi jenuh karena didinginkan pada P total yang tetap.

Humid Volume ( VH )

Yaitu volume campuran ( dalam cuft ) setiap 1 kg gas kering yang berada dalam campuran tersebut pada T dan P yang bersangkutan.

1. Humid Volume untuk gas ideal

VH = ( 359 )

= 0.730

2. Humid Volume pada keadaan jenuh ( VHS )

Jika Y = YS

Gas kering : Y = 0 ( VHD )

Harga VHS dan VHD = f ( temperatur )

3. Humid Volume untuk keadaan tidak jenuh

VH ( Hp ) = VHD + ( VHS - VHD ) ( Hp )

Humid Head ( CS )

Adalah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperature 1oF dari 1lb gas dalam campurannya pada P tetap.

Untuk campurannya dengan Y

dimana CB : panas jenis gas B murni

CA : panas jenis gas A murni

Enthalpy

Yaitu jumlah dari ( relatife ) enthalpy gas dan uap yang terkandung .

Enthalpy gas murni : CB ( t t0 )

Enthalpy tiap lb uap murni.

CA ( t t0P ) + DP + CAL ( tDP t0 )

Total relatife enthalpy campuran tiap lb gas kering

H = CB ( t t0 ) + Y [ CA ( t t0P ) + DP + CAL ( tDP t0 )

H : relatife enthalpy campuran uap gas.

CAL : panas jenis komponen A dalam bentuk cairan.

Ctoh soal HUMIDIFIKASI :

Dibutuhkan udara pengering pada temperature 130 F dan humidity20 % sebanyak 15000 lb udara kering / jam.udara ini di dapat dari udara mula mula dengan kondisi temperature 70 F dan humidity 20 % yang dipanaskan kemudian di humidifikasi secara adiabatic sampai humidity yang di inginkan dan akhirnya di panaskan kembali sampai temperature 130 F.tahap humidifikasi dilakukan di dalam spray chamber , dimana udara yang meninggalkan spray chamber adalah 4 F diatas temperature saturasi adiabatic.

Hitunglah :

7. Panas yang dibutuhkan untuk preheating dan reheating.

8. Volume spray chamber.

Diketahui : harga hGa = 85 btu/ft3.jam F

PENYELESAIAN :

Skema proses diatas dapat digambarkan sebagai berikut :

Keadaan mula-mula :

T= 70 F

20% Hum

Y

Mengalami preheating, maka absolute humiditynya tetap. Keadaan akhir (keluar reheater).

T = 130 F

20% Hum

Y

Keluar spray chamber, udara mengalami reheating berarti pa pada absolute humidity Y

Untuk menentukan tA dan tB ( proses adiabatic pada spray chamber ) buatlah garis saturasi adiabatic sedemikian rupa sehingga : tB = tas = 4 F

Hasilnya adalah : tB = 85 F , tas = 81 F dan tA = 168 F

7. Humid heat udara mula mula :

CS1 = 0.24 + 0.45 Y'i

= 0.24 + 0.45 ( 0.003 ) = 0.241 btu / lb ud.kering F

Humid heat udara keluar spray chamber :

CS2 = 0.24 + 0.45 ( 0.022 ) = 0.25 btu / lb ud.kering F

Panas yang dibutuhkan untuk preheating :

Q1 = CS1G'S ( tA tG1 )

= 0.241 x 15000 ( 168 - 70 ) = 354270 btu / jam

Panas yang dibutuhkan untuk reheating :

Q2 = CS2G'S (tG2 tB )

= 0.250 x 15000 (130 85 ) = 168750 btu / jam

8. Pers. ( 4 39 ) dapat digunakan untuk menghitung volume spray chamber.

CS rata rata =

= = 0.245 Btu / lb.ud.kering F

(t)aV = = = 26,95

G'S CS ( tA tB ) = hGa V (t )aV

15000 ( 0,245 ) ( 168 85 ) = 85 ( V ) ( 26,95 ) V = 133,15

Jadi volume spray chamber = 133,15 c